加熱處理裝置和加熱處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及利用微波的加熱處理裝置和加熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在FPD面板和PV面板等大型面板的制造過(guò)程中，在大型玻璃基板的表面通過(guò)CVD形成大面積的硅薄膜，并利用該硅薄膜形成多個(gè)TFT晶體管或PIN 二極管。這里，硅薄膜并非形成在半導(dǎo)體晶片而是形成在玻璃基板上，因此不使結(jié)晶生長(zhǎng)，而維持非晶態(tài)。
[0003]另一方面，例如在對(duì)應(yīng)于超高清的FH)面板中，在TFT晶體管中要求較高的迀移率或互電導(dǎo)(gm)，但是會(huì)有在非晶態(tài)的硅薄膜(以下稱(chēng)為“非晶硅薄膜”)中迀移率或互電導(dǎo)較低的問(wèn)題。因此，提出通過(guò)熱處理使非晶硅薄膜單晶化或多晶化的方案。
[0004]在非晶硅薄膜的熱處理中，例如通常使用基于激光照射的低溫?zé)崽幚砑夹g(shù)，但是激光易發(fā)生干涉，光斑直徑較小，因此難以控制所給予的面內(nèi)熱量，在大面積的硅薄膜中難以對(duì)該硅薄膜均勻地實(shí)施熱處理，難以進(jìn)行均勻的結(jié)晶化。其結(jié)果，在TFT晶體管中產(chǎn)生閾值電壓發(fā)生偏差等問(wèn)題。
[0005]此外，近年來(lái)，由于微波比激光更容易控制，所以開(kāi)發(fā)出基于微波的熱處理技術(shù)并應(yīng)用于非晶硅薄膜的熱處理中。在使用基于微波的熱處理技術(shù)的情況下，將微波導(dǎo)入到處理空間內(nèi)，并將玻璃基板暴露在處理空間中，由此使微波吸收到玻璃基板上的非晶硅薄膜(例如參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I和2)。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平5-90178號(hào)公報(bào)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2009-91604號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明想要解決的課題
[0010]然而，由于被導(dǎo)入的微波由形成處理空間的內(nèi)壁面反射，所以在處理空間內(nèi)會(huì)產(chǎn)生駐波。如果產(chǎn)生駐波，則與駐波的波腹相對(duì)的非晶硅薄膜的部分被較強(qiáng)地加熱，而與駐波的波節(jié)相對(duì)的非晶硅薄膜的部分幾乎不被加熱，因此難以對(duì)非晶硅薄膜進(jìn)行均勻的熱處理。
[0011]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠使用微波對(duì)被處理體實(shí)施均勻的熱處理的加熱處理裝置和加熱處理方法。
[0012]用于解決課題的技術(shù)方案
[0013]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，具有微波被導(dǎo)入到內(nèi)部的多個(gè)管狀的處理室，上述多個(gè)處理室相互平行地配置，并且上述多個(gè)處理室的每一個(gè)具有與被處理體相對(duì)的開(kāi)口部，各上述處理室在上述長(zhǎng)度方向上錯(cuò)開(kāi)地配置，以使得當(dāng)從與各上述處理室的長(zhǎng)度方向垂直的方向以各上述處理室重疊的方式觀察各上述處理室時(shí)，在各上述處理室內(nèi)產(chǎn)生的駐波的相位相互不一致。
[0014]在本發(fā)明中，優(yōu)選在具有η個(gè)上述多個(gè)處理室的情況下，當(dāng)設(shè)上述微波的有效波長(zhǎng)為Ag時(shí)，各上述處理室在上述長(zhǎng)度方向上各錯(cuò)開(kāi)Ag/(2Xη)地配置。
[0015]在本發(fā)明中，優(yōu)選各上述處理室具有向該處理室的內(nèi)部激發(fā)上述微波的天線，在各上述處理室的長(zhǎng)度方向上從一端內(nèi)壁至另一端內(nèi)壁的長(zhǎng)度為mX Ag/2，其中，m為正整數(shù)，在各上述處理室中，上述天線在上述處理室的長(zhǎng)度方向上從端部的內(nèi)壁偏移Ag/4+pX Ag/2地配置，其中，P為包含O的正整數(shù)。
[0016]在本發(fā)明中，優(yōu)選當(dāng)從與各上述處理室的長(zhǎng)度方向垂直的方向以各上述處理室重疊的方式觀察各上述處理室時(shí)，各上述處理室的天線不重疊。
[0017]在本發(fā)明中，優(yōu)選當(dāng)從與各上述處理室的長(zhǎng)度方向垂直的方向以各上述處理室重疊的方式觀察各上述處理室時(shí)，各上述處理室的天線在上述長(zhǎng)度方向上大致均勻地配置。
[0018]在本發(fā)明中，優(yōu)選各上述處理室在上述開(kāi)口部的旁邊具有槽狀的波阻構(gòu)造，上述波阻構(gòu)造的深度為Ag/4。
[0019]在本發(fā)明中，優(yōu)選各上述處理室在上述開(kāi)口部的附近的壁部具有槽，該槽設(shè)置成阻礙從該處理室向上述被處理體的微波傳送。
[0020]在本發(fā)明中，優(yōu)選具有:預(yù)加熱裝置，其在由各上述處理室使上述微波吸收到上述被處理體之前對(duì)上述被處理體進(jìn)行預(yù)加熱。
[0021]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種在加熱處理裝置中執(zhí)行的加熱處理方法，該加熱處理裝置具有微波被導(dǎo)入到內(nèi)部的多個(gè)管狀的處理室，上述多個(gè)處理室相互平行地配置，并且上述多個(gè)處理室的每一個(gè)具有與被處理體相對(duì)的開(kāi)口部，其中，使當(dāng)從與各上述處理室的長(zhǎng)度方向垂直的方向以各上述處理室重疊的方式觀察各上述處理室時(shí)重疊地觀察到的各上述處理室內(nèi)產(chǎn)生的駐波的相位相互錯(cuò)開(kāi)。
[0022]在本發(fā)明中，優(yōu)選在上述微波被導(dǎo)入到一個(gè)上述處理室的內(nèi)部時(shí)，不將上述微波導(dǎo)入到其他上述處理室的內(nèi)部。
[0023]在本發(fā)明中，優(yōu)選在由各上述處理室使上述微波吸收到上述被處理體之前對(duì)上述被處理體進(jìn)行預(yù)加熱。
[0024]發(fā)明效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)從與各處理室的長(zhǎng)度方向垂直的方向以各處理室重疊的方式觀察各處理室時(shí)，在各處理室內(nèi)產(chǎn)生的駐波的相位相互不一致，所以與被處理體的各部相對(duì)的各駐波的各相位處的振幅合計(jì)值大致均衡，因此能夠使由各駐波施予的熱量在被處理體的各部均勻化。其結(jié)果，能夠使用微波對(duì)被處理體實(shí)施均勻的熱處理。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的加熱處理裝置的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0027]圖2是概略地表示本實(shí)施方式涉及的加熱處理裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0028]圖3是沿著圖2中的線II1-1II的截面圖。
[0029]圖4是表示在圖1的加熱處理裝置的各處理室內(nèi)產(chǎn)生的駐波的疊加狀態(tài)的圖表。
[0030]圖5是表示圖1的加熱處理裝置中的各磁控管的配置狀態(tài)的圖。
[0031]圖6是概略地表示圖1的加熱處理裝置的第一變形例的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0032]圖7是表示在圖6的加熱處理裝置的各處理室內(nèi)產(chǎn)生的駐波的疊加狀態(tài)的圖表。
[0033]圖8是表示各處理室的磁控管的微波的生成時(shí)序的時(shí)序圖。
[0034]圖9A是概略地表示具有防微波泄漏機(jī)構(gòu)的處理室的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0035]圖9B是沿著圖9A中的線VII1-VIII的截面圖。
[0036]圖10是概略地表示具有防微波泄漏機(jī)構(gòu)的處理室的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0037]圖11是概略地表示圖1的加熱處理裝置的第二變形例的結(jié)構(gòu)的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0039]圖1?圖3是概略地表示本發(fā)明的實(shí)施方式涉及的加熱處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖，圖1是立體圖，圖2是俯視圖，圖3是沿著圖2中的線II1-1II的截面圖。
[0040]在圖1?圖3中，加熱處理裝置10包括:多個(gè)管狀的處理室11 ;和在該多個(gè)處理室11的下方以與多個(gè)處理室11相對(duì)的方式配置的多個(gè)輥12，多個(gè)處理室11中，各處理室11的長(zhǎng)度方向(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“長(zhǎng)度方向”)相互平行，并且在與長(zhǎng)度方向垂直的方向上大致均勻地排列，各輥12將載置在由金屬構(gòu)成的板狀基座B上的基板G與基座B —起沿著多個(gè)處理室11的排列方向(圖2中的黑色箭頭)輸送。
[0041]各處理室11與各輥12之間的間隙設(shè)定為比基板G的厚度大一些，該基板G通過(guò)各處理室11和各輥12之間的間隙?；錑由玻璃構(gòu)成，基板G的厚度例如是0.5_，在基板G的上表面形成有非晶硅薄膜，該非晶硅薄膜的厚度例如是I μπι。
[0042]在各處理室11的上表面配置有I個(gè)用于生成微波的磁控管13，該磁控管13具有向處理室11的內(nèi)部突出的棒狀的天線14，該天線14向處理室11的內(nèi)部激發(fā)例如900MHz?20GHz中的任意微波。
[0043]各處理室11呈長(zhǎng)方體形，長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度即從一端的內(nèi)壁面至另一端的內(nèi)壁面的距離設(shè)定為mX Ag/2(m為正整數(shù)，Ag為微波的有效波長(zhǎng))。另外，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，圖2中的處理室11的長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度尺寸表示從處理室11的一端的外壁面至另一端的外壁面的距離，但是實(shí)際中也可以表示從處理室11的一端的內(nèi)壁面至另一端的內(nèi)壁面的距離。此夕卜，在各處理室11內(nèi)，磁控管13的天線14配置成從處理室11的一端或另一端的內(nèi)壁面偏移λ g/4+p X λ g/2 (p為包含O的正整數(shù))。
[0044]各處理室11具有通過(guò)去除與各輥12相對(duì)的下表面的壁部而形成的開(kāi)口部15，各開(kāi)口部15與被輸送的基板G相對(duì)。當(dāng)開(kāi)口部15和基板G相對(duì)時(shí)，處理室11被基板G封閉，由于載置基板G的基座B由金屬構(gòu)成，所以也對(duì)該基板B傳送微波，電磁上作為壁部發(fā)揮功能。其結(jié)果，處理室11作為模擬的導(dǎo)波管發(fā)揮功能。
[0045]當(dāng)處理室11作為導(dǎo)波管發(fā)揮功能時(shí)，朝向處理室11的內(nèi)部被激發(fā)的微波作為行波在該內(nèi)部沿著長(zhǎng)度方向行進(jìn)，被一端或另一端的內(nèi)壁面反射，反射波也沿著長(zhǎng)度方向行進(jìn)。在處理室11內(nèi)，由于將從一端的內(nèi)壁面至另一端的內(nèi)壁面的距離設(shè)定為mX λ g/2，所以在處理室11的內(nèi)部行波與反射波疊加，波長(zhǎng)為λ g/2的駐波沿著長(zhǎng)度方向產(chǎn)生。然而，天線14從處理室11的一端或另一端的內(nèi)壁面偏移λ g/4+pX λ g/2 (p為包含O的正整數(shù))，并且一端或另一端的內(nèi)壁面是固定端，因此產(chǎn)生使一端的內(nèi)壁面和另一端的內(nèi)壁面為波節(jié)的單模駐波。
[0046]在加熱處理裝置10中，當(dāng)由各輥12輸送基板G時(shí)，處理室11的內(nèi)部的駐波被該基板G的非晶硅薄膜吸收，將該非晶硅薄膜加熱。
[0047]此外，在加熱處理裝置10中各處理室11在長(zhǎng)度方向上錯(cuò)開(kāi)地配置。具體而言，相鄰的處理室11彼此在長(zhǎng)度方向上錯(cuò)開(kāi)Ag/(2Xn) (η為處理室11的個(gè)數(shù))地配置。另外，在本實(shí)施方式中，如圖1?圖3所示，由于具有4個(gè)處理室11，所以隨著從圖2中的最左側(cè)的處理室11遠(yuǎn)離，各處理室11錯(cuò)開(kāi)Ag/8、Ag/4,3Ag/8o
[0048]在各處理室11的內(nèi)部產(chǎn)生的駐波的波長(zhǎng)為λ g/2，因此如果如上述那樣使各處理室11錯(cuò)開(kāi)，則當(dāng)從與長(zhǎng)度方向垂直的方向以各處理室11重疊的方式觀察各處理室11時(shí)(從圖2的空心箭頭的方向觀察各處理室11時(shí))，在駐波的I個(gè)波長(zhǎng)的長(zhǎng)度中各處理室11的駐波均勻地錯(cuò)開(kāi)。具體而言，將各處理室11從圖2中最左側(cè)的處理室11起依次設(shè)為第一處理室11、第二處理室11、第三處理室11、第四處理室11，則如圖4所示，第一處理室11的駐波的相位(實(shí)線)、第二處理室11的駐波的相位(虛線)、第三處理室11的駐波的相位(點(diǎn)劃線)、第四處理室11的駐波的相位(雙點(diǎn)劃線)在I個(gè)波長(zhǎng)的相位(360° )中均勻(90° )地錯(cuò)開(kāi)。
[0049]此時(shí)，在圖4中朝向眼前通過(guò)各處理室11下方的基板G經(jīng)由各開(kāi)口部15被暴露于各駐波，基板G的各部的加熱量與該各部所相對(duì)的各駐波的各相位處的振幅合計(jì)值成大致比例，但是由于各駐波的相位均勻地錯(cuò)開(kāi)，所以基板G的各部所相對(duì)的各駐波的各相位處的振幅合計(jì)值大致均衡，能夠使加熱量在基板G的各部